Лаборатория
МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ГЕОФИЗИКИ
Института геофизики им. Ю.П. Булашевича УрО РАН
г. Екатеринбург
ул. Амундсена, д. 100
Контакты и реквизиты
Уральский геофизический вестник #1 (29), 2017
DOI: 10.25698/IG.2017.1.11998

ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ СВОБОДНОЙ ТЕПЛОВОЙ КОНВЕКЦИИ В ВОДОНАПОЛНЕННОЙ СКВАЖИНЕ: ПЕРВЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Д.Ю. Демежко Б.Д. Хацкевич М.Г. Миндубаев

Институт геофизики УрО РАН, г. Екатеринбург, Россия

Аннотация. Разработан экспериментальный лабораторный метод изучения структуры течений свободной тепловой конвекции в условиях, приближенных к скважинным. Он основан на инфракрасной визуализации температурных аномалий, возникающих на внешних стенках вертикальной водонаполненной керамической трубы, в которой поддерживаются условия конвекции. Температурный градиент на внешних стенках трубы создается восходящим потоком воздуха от тороидального нагревателя. Проведенные эксперименты впервые показали, что при небольших закритичностях (Ra = 294–516) течения СТК представляют собой систему, состоящую из 2–4-х винтовых струй, вращающихся вокруг вертикальной оси.
pdf
Демежко Д.Ю., Хацкевич Б.Д., Миндубаев М.Г. ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ СВОБОДНОЙ ТЕПЛОВОЙ КОНВЕКЦИИ В ВОДОНАПОЛНЕННОЙ СКВАЖИНЕ: ПЕРВЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ // Уральский геофизический вестник. № 1 (29), 2017, c. 28-33.
Ссылки
  1. Гершуни Г.Э., Жуховиций Г.М. Конвективная устойчивость несжимаемой жидкости. М.: Наука, 1972. 393 с.
  2. Демежко Д.Ю., Юрков А.К., Уткин В.И., Климшин А.В. О природе температурных вариаций в скважине KUN-1 (о. Кунашир) // Геология и геофизика. 2012а. Т. 53. № 3. С. 406–414.
  3. Переводная версия: Demezhko, D.Yu., Yurkov, A.K., Utkin, V.I., Klimshin, A.V. On the nature of temperature variations in borehole kun-1 (Kunashir Island) / Russian Geology and Geophysics. 2012. V. 53. issue 3. P. 313–319. DOI: 10.1016/j.rgg.2012.02.008.
  4. Демежко Д.Ю., Юрков А.К., Уткин В.И., Щапов В.А. Температурные изменения в скважине kun-1 (о. Кунашир), вызванные землетрясением Тохоку (11.03. 2011. M = 9,0) // ДАН. 2012б. Т. 445. № 2. С. 200–204.
  5. Переводная версия: D.Yu. Demezhko, A.K. Yurkov, V.I. Outkin, V.A. Shchapov. Temperature changes in the KUN-1 borehole, Kunashir Island, induced by the Tohoku Earthquake (March 11, 2011, M = 9.0) // Doklady Earth Sciences. 2012. V. 445 (1). С. 883–887.
  6. Миндубаев М.Г., Демежко Д.Ю. Свободная тепловая конвекция в буровых скважинах: численное моделирование и экспериментальные данные // Мониторинг. Наука и технологии. 2012. № 4(13). C. 12–18.
  7. Остроумов Г.А. Свободная конвекция в условиях внутренней задачи. М.; Л.: Гостехиздат, 1952. 286 с.
  8. Хорошев А.С. Численное исследование свободно-конвективных течений в протяжённых вертикальных цилиндрических областях при постоянном вертикальном градиенте температуры на боковой поверхности // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. 2012. №. 5–1 (36). С. 46–48.
  9. Anderson M.P. Heat as a ground water tracer // Ground water. 2005. V. 43(6). P. 951–968.
  10. Berthold S., Börner F. Detection of free vertical convection and double-diffusion in groundwater monitoring wells with geophysical borehole measurements // Environmental geology. 2008. V. 54 (7). P. 1547–1566.
  11. Berthold S., Resagk C. Investigation of thermal convection in water columns using particle image velocimetry // Experiments in fluids. 2012. V. 52 (6). P. 1465–1474.
  12. Cermak V., Bodri L., Safanda J. Precise temperature monitoring in boreholes: evidence for oscillatory convection? Part II: theory and interpretation // International Journal of Earth Sciences. 2008. V. 97(2). P. 375–384, doi:10-1007/s00531-007-0250-7.
  13. Cermak V., Safanda J., Bodri L. Thermal instability of the fluid column in a borehole: application to the Yaxcopoil hole (Mexico) // International Journal of Earth Sciences. 2010. V. 99(6). P. 1437–1451.
  14. Diment W. H. and Urban Th. C. A simple method for detecting anomalous fluid motions in boreholes from continuous temperature logs // GRC Trans. 1983. V. 7. P. 485–490.
  15. Eppelbaum L.V., Kutasov I.M. Estimation of the effect of thermal convection and casing on the temperature regime of boreholes: a review // Journal of Geophysics and Engineering. 2011. V. 8(1). P. R1–R10.
  16. Lapham W.W. Use of temperature profiles beneath streams to determine rates of vertical ground-water flow and vertical hydraulic conductivity. - Dept. of the Interior, US Geological Survey; USGPO; Books and Open-File Reports Section, US Geological Survey [distributor]. 1989. №. 2337.
  17. Pehme P., Parker B., Cherry J., Blohm D. Detailed measurement of the magnitude and orientation of thermal gradients in lined boreholes for characterizing groundwater flow in fractured rock // Journal of Hydrology. 2014. V. 513. P. 101–114.
  18. Sammel E.A. Convective flow and its effect on temperature logging in small-diameter wells // Geophysics. 1968. V. 33(6). P. 1004–1012.
  19. Shimamura H., Ino M., Hikawa H., Iwasaki T. Groundwater microtemperature in earthquake regions // Pure and applied geophysics. 1985. V. 122(6). P. 933–946.
  20. Time-dependent microtemperature and hydraulic transients associated with tectonic/seismic activity - a review // Time-dependent microtemperature and hydraulic signals associated with tectonic/seismic ac-tivity / Eds. G. Buntebarth, T. Chelidze, M. Middleton. Tbilisi, 2005. P. 4–1.
Просмотров: 899 | Скачиваний: 509
Яндекс.Метрика
© 2006 – 2018
Icons by Freepik from www.flaticon.com
Вся информация получена из открытых источников.